数字电路与逻辑设计
数字电路与逻辑设计
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更新日期:2025/04/24
开课平台智慧树
开课高校青岛大学
开课教师郑巧彦范延滨巨春民
学科专业工学计算机类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《数字电路与逻辑设计》课程是电气信息类专业重要的一门专业基础课。2) 数学电子技术广泛应用于人们的生活以及科技领域,数字电子技术的知识、理论和方法在相关专业的地位越来越重要。3) 电子信息技术日新月异的今天,行业转型和升级需要更多的技术创新型和应用型人才。1) 让学生获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。2) 培养学生具有使用逻辑电路并能进行简单设计的能力,不断学习新技术、新知识的自主学习能力。3) 结合教学内容在课堂中随时补充网络或刊物上报道的最新进展,以及教师相关的科研课题,引到培养学生的创新意识。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
数制与码制
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概述
郑巧彦
几种常用的数制
郑巧彦
不同数制间转换
郑巧彦
二进制运算术运算
郑巧彦
几种常用的编码
郑巧彦
逻辑代数基础
逻辑代数中的三种基本运算
郑巧彦
逻辑代数的基本公式和常用公式
郑巧彦
逻辑函数及其表示方法
郑巧彦
逻辑函数的两种标准形式
郑巧彦
逻辑函数的化简方法--公式化简法
郑巧彦
逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(上)
郑巧彦
逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(下)
郑巧彦
具有无关项的逻辑函数及其化简
郑巧彦
门电路
概述
郑巧彦
CMOS门电路(上)
郑巧彦
CMOS门电路(下)
郑巧彦
TTL门电路
郑巧彦
逻辑描述中的几个问题
郑巧彦
不同类型数字集成电路间的接口
郑巧彦
组合逻辑电路
组合逻辑电路概述
郑巧彦
组合逻辑电路的分析方法
郑巧彦
组合逻辑电路的设计方法
郑巧彦
编码器工作原理
郑巧彦
编码器74LS148
郑巧彦
译码器工作原理
郑巧彦
译码器74LS138及应用
郑巧彦
显示译码器
郑巧彦
数据选择器
郑巧彦
比较器
郑巧彦
加法器
郑巧彦
组合逻辑电路中的竞争—冒险现象
郑巧彦
触发器
SR锁存器
郑巧彦
电平触发的触发器
郑巧彦
脉冲触发的触发器(上)
郑巧彦
脉冲触发的触发器(下)
郑巧彦
边沿触发的触发器
郑巧彦
触发器的逻辑功能及其描述方法
郑巧彦
各触发器间的相互转换
郑巧彦
时序逻辑电路
概述
郑巧彦
同步时序逻辑电路的分析
郑巧彦
异步时序逻辑电路的分析
郑巧彦
同步时序逻辑电路的设计
郑巧彦
寄存器和移位寄存器(上)
郑巧彦
寄存器和移位寄存器(下)
郑巧彦
同步二进制计数器(上)
郑巧彦
同步二进制计数器(下)
郑巧彦
同步十进制计数器
郑巧彦
异步计数器
郑巧彦
任意进制计数器构成1
郑巧彦
任意进制计数器构成2
郑巧彦
半导体存储器
只读存储器(上)
郑巧彦
只读存储器(下)
郑巧彦
随机存储器
郑巧彦
存储器容量的扩展及应用
郑巧彦
逻辑电路综合设计(一)
郑巧彦
逻辑电路综合设计(二)
郑巧彦
  • 第一章数制与码制

    数制与码制

  • 1.1概述

    从以下7个方面介绍数字电路,建立起数字电路的基本概念: 1.数字电路技术的发展;2.数字电路设计方法;3.数字集成电路的分类;4.数字集成电路的特点;5.数字电路的分析、设计与测试;6.基本概念;7.数字技术的应用

  • 1.2几种常用的数制

    讲解各种数制的表示方法,重点讲解在数字电路中二进制和十六进制存在的必要性。

  • 1.3不同数制间转换

    讲解十进制、二进制八进制和十六进制相互转换的方法。重点掌握十进制整数和小数转换为二进制的方法,及二进制和十六进制相互转换的方法。

  • 1.4二进制运算术运算

    有符号数据和无符号数据的原码、反码和补码表示,重点掌握补码表示的数据运算过程,理解溢出的概念及判断溢出的方法。

  • 1.5几种常用的编码

    讲解各种十进制代码的编码规则,区分其不同表示形式;格雷码编码规则及优点。

  • 第二章逻辑代数基础

    逻辑代数基础

  • 2.1逻辑代数中的三种基本运算

    讲解与、或、非、与非、或非、异或、同或的逻辑含义、真值表、逻辑表达式及图形符号。

  • 2.2逻辑代数的基本公式和常用公式

    讲解逻辑代数中的基本公式、常用公式、基本定理及证明方法和应用原理。

  • 2.3逻辑函数及其表示方法

    讲解逻辑函数的各种表示方法:真值表、逻辑式、逻辑图、波形图,及各种方法间的相互转换原理。

  • 2.4逻辑函数的两种标准形式

    讲解最小项和最大项的概念、性质及关联,介绍逻辑函数转换成最小项之和和最大项之积形式的方法。

  • 2.5逻辑函数的化简方法--公式化简法

    讲解常用的公式化简的方法及举例,最后总结指出公式化简方法的缺点。

  • 2.6逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(上)

    讲解逻辑函数的卡诺图表示方法,根据卡诺图形成的规律引出卡诺图化简中使用的合并最小项的规则

  • 2.7逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(下)

    讲解卡诺图化简逻辑函数的方法步骤,并举例介绍。

  • 2.8具有无关项的逻辑函数及其化简

    讲解约束项、任意项、无关项的逻辑含义,介绍含有无关项逻辑函数化简的方法。

  • 第三章门电路

    门电路

  • 3.1概述

    讲解门电路以下6个方面的内容,从而了解在数字电路中的门电路的相关知识:1.门电路的概念;2.门电路的发展;3.数字集成电路简介;4.逻辑变量与状态开关;5.高低电平;6.正负逻辑

  • 3.2CMOS门电路(上)

    讲解CMOS门构成的反相器、与非门、或非门的电路结构及工作原理。

  • 3.3CMOS门电路(下)

    讲解CMOS门构成的OD门、三态门、传输门的电路结构、工作原理及应用。

  • 3.4TTL门电路

    对比CMOS门电路讲解TTL构成的反相器、与非门、或非门、OC门、三态门的电路结构、工作原理及应用,并指出两种电路的各自的优缺点。

  • 3.5逻辑描述中的几个问题

    讲解基本逻辑门与、或、与非、或非的等效符号及应用;讲解等效符号强调低电平有效的含义。

  • 3.6不同类型数字集成电路间的接口

    讲解TTL和CMOS门电路相互连接式应满足的电压和电流条件及门电路带负载时的接口电路设计。

  • 第四章组合逻辑电路

    组合逻辑电路

  • 4.1组合逻辑电路概述

    讲解组合逻辑电路的结构特点工作特性;讲解如何用真值表、卡诺图、逻辑表达式、时序图等方法描述组合逻辑电路的功能。

  • 4.2组合逻辑电路的分析方法

    讲解组合逻辑电路分析的目的,分析的具体步骤,并通过例题讲解具体掌握分析的步骤。

  • 4.3组合逻辑电路的设计方法

    讲解组合逻辑电路设计的具体步骤,并通过例题讲解进一步具体化。

  • 4.4编码器工作原理

    讲解普通编码器的电路结构和工作原理,优先编码器电路提出的原因及实现的电路。

  • 4.5编码器74LS148

    讲解集成优先编码器74LS148的示意图、引脚图、内部逻辑图、工作原理、功能表及其扩展应用。

  • 4.6译码器工作原理

    讲解译码器概念、分类、工作原理;介绍二进制译码器74LS138和二-十进制译码器74LS42的逻辑功能。

  • 4.7译码器74LS138及应用

    以译码器74LS138集成电路为例,讲解译码器的应用:构成顺序脉冲信号产生器、扩展、实现逻辑函数、数据分配器

  • 4.8显示译码器

    介绍七段显示译码器电路结构、工作原理,以集成芯片7448为例,讲解其逻辑功能和应用电路。

  • 4.9数据选择器

    讲解数据选择器工作原理;以集成芯片74HC153为例介绍其作为逻辑函数发生器的功能。

  • 4.10比较器

    讲解一位及多位数值比较器工作原理,以集成芯片74HC85为例介绍其串行扩展和并扩展两种方式的优缺点。

  • 4.11加法器

    讲解半加器、全加器、串行进位加法器、超前进位加法器工作原理;介绍超前进位加法器74LS283的逻辑功能、扩展应用、求补应用功能。

  • 4.12组合逻辑电路中的竞争—冒险现象

    讲解组合逻辑电路的竞争冒险现象及成因、检查竞争冒险现象的方法及消除竞争冒险现象的方法。

  • 第五章触发器

    触发器

  • 5.1SR锁存器

    讲解与非门和或非门构成的基本SR锁存器的电路结构和工作原理,举例进一步深入其工作原理。

  • 5.2电平触发的触发器

    通过举例讲解电平触发的SR触发器和D触发器(D型锁存器)的工作原理、特性表、工作波形等。

  • 5.3脉冲触发的触发器(上)

    举例讲解脉冲触发的触发器--主从SR触发器的电路结构、工作原理、功能特性、特性方程。

  • 5.4脉冲触发的触发器(下)

    举例讲解脉冲触发的触发器--主从JKR触发器的电路结构、工作原理、功能特性、特性方程。最后讲解脉冲触发的触发器的动作特点和注意事项。

  • 5.5边沿触发的触发器

    举例讲解由电平触发的D触发器构成的边沿触发器的电路结构、工作原理、功能特性、特性方程。最后讲解边沿触发的触发器的动作特点。

  • 5.6触发器的逻辑功能及其描述方法

    对比讲解五种触发器SR触发器、JK触发器、T触发器、Tʹ触发器、D触发器的特性表、定义、特性方程、状态转换图。

  • 5.7各触发器间的相互转换

    讲解D触发器和JK触发器转换成其他各种不同功能触发器的方法步骤并举例。

  • 第六章 时序逻辑电路

    时序逻辑电路

  • 6.1概述

    对比组合电路讲解时序逻辑电路的特点、功能描述方法及其分类。

  • 6.2同步时序逻辑电路的分析

    举例讲解同步时序逻辑电路的分析方法。

  • 6.3异步时序逻辑电路的分析

    对比举例讲解异步时序逻辑电路的分析方法。

  • 6.4同步时序逻辑电路的设计

    举例讲解异步时序逻辑电路的设计方法。

  • 6.5寄存器和移位寄存器(上)

    讲解寄存器和移位寄存器的电路结构和工作原理

  • 6.6寄存器和移位寄存器(下)

    讲解多功能移位寄存器的工作原理。讲解集成芯片74194的工作原理、功能及典型应用。

  • 6.7同步二进制计数器(上)

    讲解计数器的分类。介绍同步二进制加计数器的电路组成、工作原理、典型电路74161和应用举例等。

  • 6.8同步二进制计数器(下)

    讲解同步二进制减计数器和加减计数器电路设计构成、工作原理及应用特点。

  • 6.9同步十进制计数器

    讲解同步十进制加计数器基本原理及典型电路74160和同步十进制减计数器、可逆计数器基本原理和电路设计结构

  • 6.10异步计数器

    讲解异步二进制加计数器和减计数、异步十进制计数器的电路结构、工作原理和工作波形等。

  • 6.11任意进制计数器构成1

    举例讲解任意进制计数构成方法反馈置零法和反馈置数法的基本原理和应用。

  • 6.12任意进制计数器构成2

    举例讲解任意进制计数构成方法串行进位方式、并行进位方式、整体置零方式、整体置数方式的基本原理和应用。

  • 第七章 半导体存储器

    半导体存储器

  • 7.1只读存储器(上)

    讲解存储器分类及掩模只读存储器工作原理及内部结构电路;简单对比说明PROM、EPRO、ME2PROM、FLASH MEMORY的工作原理及使用特性。

  • 7.2只读存储器(下)

    讲解集成ROM芯片AT27C010 的功能、工作时序和应用举例。

  • 7.3随机存储器

    讲解SRAM、DRAM存储单元电路结构及原理。

  • 7.4存储器容量的扩展及应用

    举例讲解存储器容量扩展方法:位扩展、字扩展、用存储器实现组合逻辑函数的原理及实现方法。

  • 7.5逻辑电路综合设计(一)

    讲解利用组合逻辑和时序逻辑电路的知识设计8人知识竞赛抢答器电路的设计过程。

  • 7.6逻辑电路综合设计(二)

    讲解设计具有时、分、秒显示功能的数字电子时钟电路的设计实现过程。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 数制与码制

    1.1 概述

    1.2 几种常用的数制

    1.3 不同数制间转换

    1.4 二进制运算术运算

    1.5 几种常用的编码

    视频数5
  • 第二章  作业测试
    第二章 逻辑代数基础

    2.1 逻辑代数中的三种基本运算

    2.2 逻辑代数的基本公式和常用公式

    2.3 逻辑函数及其表示方法

    2.4 逻辑函数的两种标准形式

    2.5 逻辑函数的化简方法--公式化简法

    2.6 逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(上)

    2.7 逻辑函数的化简方法—卡诺图化简(下)

    2.8 具有无关项的逻辑函数及其化简

    视频数8
  • 第三章  作业测试
    第三章 门电路

    3.1 概述

    3.2 CMOS门电路(上)

    3.3 CMOS门电路(下)

    3.4 TTL门电路

    3.5 逻辑描述中的几个问题

    3.6 不同类型数字集成电路间的接口

    视频数6
  • 第四章  作业测试
    第四章 组合逻辑电路

    4.1 组合逻辑电路概述

    4.2 组合逻辑电路的分析方法

    4.3 组合逻辑电路的设计方法

    4.4 编码器工作原理

    4.5 编码器74LS148

    4.6 译码器工作原理

    4.7 译码器74LS138及应用

    4.8 显示译码器

    4.9 数据选择器

    4.10 比较器

    4.11 加法器

    4.12 组合逻辑电路中的竞争—冒险现象

    视频数12
  • 第五章  作业测试
    第五章 触发器

    5.1 SR锁存器

    5.2 电平触发的触发器

    5.3 脉冲触发的触发器(上)

    5.4 脉冲触发的触发器(下)

    5.5 边沿触发的触发器

    5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法

    5.7 各触发器间的相互转换

    视频数7
  • 第六章  作业测试
    第六章 时序逻辑电路

    6.1 概述

    6.2 同步时序逻辑电路的分析

    6.3 异步时序逻辑电路的分析

    6.4 同步时序逻辑电路的设计

    6.5 寄存器和移位寄存器(上)

    6.6 寄存器和移位寄存器(下)

    6.7 同步二进制计数器(上)

    6.8 同步二进制计数器(下)

    6.9 同步十进制计数器

    6.10 异步计数器

    6.11 任意进制计数器构成1

    6.12 任意进制计数器构成2

    视频数12
  • 第七章  作业测试
    第七章 半导体存储器

    7.1 只读存储器(上)

    7.2 只读存储器(下)

    7.3 随机存储器

    7.4 存储器容量的扩展及应用

    7.5 逻辑电路综合设计(一)

    7.6 逻辑电路综合设计(二)

    视频数6
  • 期末考试